基于重要概念的论证式教学课例研究——以浙科版“生物的多样性、统一性和进化”为例

（宁波市效实中学 浙江宁波 315000）

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出高中生物学课程既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法，在此主动学习过程中，学生逐步形成生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个方面生物学学科核心素养。其中针对不同需求的学生，科学思维要求达到的水平可划分成4个维度，水平一到四，难度以此增加，但基于科学事实的论证形成生物学概念，并用这些概念解释生命现象是基本要求。而且，浙江省近年来选考纸笔测试越来越侧重通过考查学生的论证技能，从而检测学生的科学思维水平。因此，在课堂中引入论证式教学活动是目前较为有效的方式。

1 论证式教学策略

20世纪90年美国首先将论证式教学引入课堂，组建一个类似科学家研究共同体的班级学习共同体，再分成若干个合作学习小组，通过小组讨论的方式进行论证，再将论证的结论在全班交流、反思、修正，即让学生经历科学家评价资料、提出主张、为主张进行辩驳等构建理论知识的过程。

结合高中学生的思维特点和知识体系，教师可借鉴CER论证模型进行论证式教学（图1）。其中，主张即试图证明和维护的正当结论；证据是支持主张的，通常由数据组成，包括对自然界的观察、测量或实验的研究结果；使用恰当的科学概念或原理解释证据如何支持主张的过程即推理。在此基础上，教师结合实际情况形成适合在课堂中应用的科学论证模式：①获取关键证据；②进行合理推理和阐述；③得出主张。

2 “生物的多样性、统一性和进化”论证式教学初次实践

重要概念4.1“地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先”由次位概念4.1.1“尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先”和4.1.2“尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征”所构成，可对应于浙科版《必修2·遗传与进化》第五章第一节“生物的多样性、统一性和进化”课时内容。

全体学生在初中就已经学习过达尔文的自然选择学说，部分学生课余时间阅读过《物种起源》并撰写了读后感。绝大部分学生认同进化论观点，但一般是由教师或教材“灌输”，而不是基于证据主动推理分析得到的。通过论证式的学习过程，学生在形成、理解生物学概念的同时，基本掌握论证式学习方式，学会从特殊事例中归纳出一般规律，并进行阐述。

2.1 学习目标

①结合化石记录、比较解剖学、胚胎学、细胞结构、蛋白质、DNA分子等资料，从生物体、细胞、生物大分子三个层次推理和论证，认同“地球上的现存生物具有共同祖先”观点，初步形成进化与适应观。

②结合生物多样性典例，推理论证进化论模型的正确性，提升科学思维水平。

③通过余姚井头山遗址的资料收集、论证，进一步理解、应用知识。

2.2 教学过程

2.2.1 创设问题情境

教师展示某学生的《物种起源》读后感（图2），引导学生回顾初中所学的自然选择学说内容，引出本课时所学的主题“用进化论解释生物的多样性和统一性”，并提示学生要基于证据推理得出观点。

2.2.2 活动1：科学论证“地球上的现存生物具有共同祖先”观点

教师提供证据1（图3），引导学生从资料中获取关键证据、结合证据进行合理推理和阐述，最后得出相应的结论。随后在证据1论证的基础上，教师或学生提出质疑“证据不充分，推理过程不严谨”，引出证据2—4。学生分小组行讨论后，派代表陈述推理过程。

学生在此过程中逐渐熟悉科学论证模式，自然而然想到上述论证过程缺少生物大分子层次的证据，教师随即提供证据5，使“地球上的生物来自共同的祖先（生物统一性）”主张的推理过程更加严谨。

2.2.3 活动2：科学论证生物多样性的典例——阿法种南猿进化成直立人的过程

教师简单解释进化论观点后，要求学生根据阿法种南猿进化成直立人的证据资料论证生物多样性（图4），呼应学生的读后感，使情境统一。

2.3 初次实践存在的问题及反思

根据听课老师及部分学生反馈的意见，对存在的问题归纳整理成以下几点：

（1）部分学生对科学论证模式中的“主张”一词不理解。

（2）基于证据1推理分析时，仅有教师引导学生口头陈述，没有明确提出科学论证模型。

（3）基于阿法种南猿进化成直立人的证据资料论证难度较大，部分学生阅读理解素材花费了大量时间，未形成进化论解释模型。

（4）小组活动分工不够细化，部分学生没有充分参与讨论。

3 “生物的多样性、统一性和进化”论证式教学再次实践

教师对初次实践中所存在的问题进行修改，用学生更为熟悉的“结论”一词而非“主张”，更有利于学生理解；并完善教学策略，调整教学顺序，在解释生物多样性之前先让学生构建进化论模型。教师引导学生根据教材中提炼的关键词（原物种、新物种、自然选择、进化、生殖隔离等）构建进化论解释生物多样性的模型，再利用该模型结合学生更为熟悉的加拉帕戈斯群岛例子进行论证（图8）。

再次实践时借鉴了初次实践的优点，能让学生更加得心应手地进行推理。虽然修改后并非人猿进化的情境，但总体情境还是《物种起源》，而且利用地雀的例子，还能承上启下过渡到下一课时的内容。

4 反思

学生在初中基本已经掌握重要概念4.1的相关内容，如何在概念教学时渗透高阶思维的训练，论证式教学提供了较好的模式。教师采用论证式教学，能促进学生理解证据尤其是科学事实在概念形成过程中的价值和作用，促进学生对科学本质的理解，对提升学生处理科学信息、表达观点、推理能力也极有帮助。经过两次论证式教学实践，学生体会到论证式学习方式的可取之处，逐步养成科学思维的习惯，提升科学思维的能力。

但在上述两次教学实践过程中，由于课时教学时间有限，没有提供反驳或反对主张的材料，学生分组论证时整体还是依据教师提供的材料，对批判反思能力的训练还不够，同时没有进一步尝试让学生针对某一问题分组搜集资料。这些问题在后续继续实践中要继续改进。